U.N “San Luis Gonzaga” – Facultad de Ing. Mecánica - Eléctrica

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA 

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

CURSO: TALLER DE ELECTRONICOS I

LABORATORIO N0: 1

ALUMNO: Uribe Quispe César

NOTA: ……………

PROFESOR: ING. HUARCAYA GOZALES EDWIN

ICA-2015-IDISEÑO DE CONTROL DE GIRO DE UN MOTOR

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RESUMEN: Este circuito se utiliza para controlar el sentido de giro de un motor de corriente continua (motor DC) y lleva este nombre por la letra "H" que forman el arreglo de los transistores en el circuito. El circuito sirve para controlar los giros de los motores, debido a la limitación de potencia de los transistores.

ABSTRACT: El sentido de giro del motor DC depende de los niveles de voltaje que existan en los puntos del circuito etiquetados como: "Avance" y "Retroceso". Sólo uno de estos dos puntos puede estar a nivel alto para activar los transistores correspondientes.

Si el nivel de voltaje en la etiqueta "Avance" está en nivel alto se satura el transistor Q1 que a su vez hace entrar en saturación los transistores Q2. Estos dos transistores permiten a circulación de corriente por el motor DC en un sentido.

Si el nivel de voltaje en la etiqueta "Retroceso" está en nivel alto se satura el transistor Q2 que a su vez hace entrar en saturación los transistores Q1. Estos dos transistores permiten a circulación de corriente por el motor DC en el sentido contrario.

Los diodos se colocan para la protección de los transistores, debido al cambio de polaridad en las bobinas del motor DC.

OBJETIVO: Es controlar el voltaje y la velocidad de giro del motor. Este se podría controlar variando el voltaje de alimentación del circuito, o utilizar un control de Modulación por el pulsador.

NOTA: El voltaje de alimentación debe ser entre 9v y 12v voltios mayor al voltaje de alimentación al condensador que pasa asía el parlante, debido a las caídas de voltaje en las uniones base-emisor de los transistores en conducción.

PULSADORES:

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Un botón o pulsador es un dispositivo utilizado para realizar cierta función. Los botones son

de diversas formas y tamaño y se encuentran en todo tipo de dispositivos, aunque

principalmente en aparatos eléctricos y electrónicos.

Los botones son por lo general activados, al ser pulsados con un dedo. Permiten el flujo de

corriente mientras son accionados. Cuando ya no se presiona sobre él vuelve a su posición

de reposo.

Puede ser un contacto normalmente abierto en reposo NA o NO (Normally Open en

Inglés), o con un contacto normalmente cerrado en reposo NC

RESISTENCIAS 10K

Pueden ser de carbón, película de carbón, película metálica y óxido de metal, siendo las de película de carbón y metálica las más usadas. Se fabrican en diversos tamaños, según la potencia que deban soportar. Siendo de 1/8w, 1/4w, 1/2w, 1w y 2w. El color del cuerpo puede variar, aunque no influye en su valor, pudiendo encontrarlas de color crema claro, rojo, violeta y azul principalmente. Sus tolerancias pueden ser del 0.5%, 1%, 2%, 5%, 10% y 20%. Las más usadas son Las del 1% y 5%. También las hay encapsuladas en grupos (se suelen llamar arrays de resistencias), que pueden tener una patilla en común o ser cada una de ellas independiente eléctricamente. Lo que se consigue con esto es tener en un espacio reducido varias resistencias con el mismo valor y una tolerancia muy ajustada.

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Tipos y Características

de las resistencias fijas Tipo

Carbón Película de carbón

Película Metálica

Oxido de Metal

Bobinadas cerámicas

Bobinadas vítreas.

Rango Ohm. 2k2 - 1M 10 - 10M 1 - 1M 10 - 1M 0.47 - 22k 0.1 - 22kTolerancia 10% 5% 1% 2% 5% 5%Potencia W 0.125 - 1 0.25 - 2 0.125 - 0.5 0.25 - 0.5 4 - 17 2 - 4ppm/ºC +1200 -250 +50 a +100 +250 -55 a +200 -55 a +200

TRANSISTORES BC548

El BC548 es un transistor NPN bipolar de propósitos generales utilizado principalmente en equipos de procedencia europea. Eléctricamente es similar al transistor 2N3904 (estadounidense) y al 2SC1815 (japonés), aunque la asignaciones de los pines es distinta. El dispositivo viene integrado en un encapsulado tipo TO-92. El orden de los pines mirando la parte plana del encapsulado de derecha a izquierda es emisor, base,Colector.

El diodo: La serie de diodos del 1N4001 al 1N4007 son siete diodos que tienen las mismas características con polarización directa, pero en polarización inversa sus características son distintas.

En primer lugar analizaremos las "Limitaciones máximas" que son estas:

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Estos tres valores especifican la ruptura en ciertas condiciones de funcionamiento. Lo importante es saber que la tensión de ruptura para el diodo es de 50 V, independientemente de cómo se use el diodo. Esta ruptura se produce por la avalancha y en el 1N4001 esta ruptura es normalmente destructiva.

Corriente máxima con polarización directa

Un dato interesante es la corriente media con polarización directa, que aparece así en la hoja de características:

Indica que el 1N4001 puede soportar hasta 1 A con polarización directa cuando se le emplea como rectificador. Esto es, 1 A es el nivel de corriente con polarización directa para el cual el diodo se quema debido a una disipación excesiva de potencia. Un diseño fiable, con factor de seguridad 1, debe garantizar que la corriente con polarización directa sea menor de 0,5 A en cualquier condición de funcionamiento.

Los estudios de las averías de los dispositivos muestran que la vida de éstos es tanto más corta cuanta más cerca trabajen de las limitaciones máximas. Por esta razón, algunos diseñadores emplean factores de seguridad hasta de 10:1, para 1N4001 será de 0,1 A o menos.

Caída de tensión con polarización directa

Otro dato importante es la caída de tensión con polarización directa:

Estos valores están medidos en alterna, y por ello aparece la palabra instantáneo en la especificación. El 1N4001 tiene una caída de tensión típica con polarización directa de 0,93 V cuando la corriente es de 1 A y la temperatura de la unión es de 25 ºC.

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Corriente inversa máxima

En esta tabla esta la corriente con polarización inversa a la tensión continua indicada (50 V para un 1N4001). Otro dato importante es la caída de tensión con polarización directa:

Estos valores están medidos en alterna, y por ello aparece la palabra instantáneo en la especificación. El 1N4001 tiene una caída de tensión típica con polarización directa de 0,93 V cuando la corriente es de 1 A y la temperatura de la unión es de 25 ºC.

Corriente inversa máxima

En esta tabla esta la corriente con polarización inversa a la tensión continua indicada (50 V para un 1N4001).

Esta corriente inversa incluye la corriente producida térmicamente y la corriente de fugas superficial. De esto deducimos que la temperatura puede ser importante a la hora del diseño, ya que un diseño basado en una corriente inversa de 0,05 mA trabajará muy bien a 25 ºC con un 1N4001 típico, pero puede fallar si tiene que funcionar en medios donde la temperatura de la unión alcance los 100 ºC.

RELEÍ DE 12 V

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El relé (en francés relais, “relevo”) o relevador es un dispositivo electromagnético. Funciona

como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de

una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten

abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. Fue inventado por Joseph

Henry en 1835.

Dado que el relé es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de

entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador eléctrico. Como

tal se emplearon en telegrafía, haciendo la función de repetidores que generaban una

nueva señal con corriente procedente de pilas locales a partir de la señal débil recibida por

la línea. Se les llamaba "relevadores"

En la figura 2 se representa, de forma esquemática, la disposición de los distintos

elementos que forman un relé de un único contacto de trabajo o circuito. En la figura 3 se

puede ver su funcionamiento y cómo conmuta al activarse y desactivarse su bobina.

El electroimán hace girar la armadura verticalmente al ser alimentada, cerrando los

contactos dependiendo de si es N.A ó N.C (normalmente abierto o normalmente cerrado).

Si se le aplica un voltaje a la bobina se genera un campo magnético, que provoca que los

contactos hagan una conexión. Estos contactos pueden ser considerados como el

interruptor, que permite que la corriente fluya entre los dos puntos que cerraron el circuito.

Existen multitud de tipos distintos de relés, dependiendo del número de contactos, de

su intensidad admisible, del tipo de corriente de accionamiento, del tiempo de activación y

desactivación, entre otros. Cuando controlan grandes potencias se llaman contactores en

lugar de relés.

MOTOR DC 12V

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El motor de corriente continua (denominado también motor de corriente directa, motor CC o motor DC) es una máquina que convierte la energía eléctrica en mecánica, provocando un movimiento rotatorio, gracias a la acción que se genera del campo magnético.

Una máquina de corriente continua (generador o motor) se compone principalmente de dos partes. El estator da soporte mecánico al aparato y contiene los devanados principales de la máquina, conocidos también con el nombre de polos, que pueden ser de imanes permanentes o devanados con hilo de cobre sobre un núcleo de hierro. El rotor es generalmente de forma cilíndrica, también devanado y con núcleo, alimentado con corriente directa mediante escobillas fijas (conocidas también como carbones).

El principal inconveniente de estas máquinas es el mantenimiento, muy caro y laborioso, debido principalmente al desgaste que sufren las escobillas al entrar en contacto con las delgas.

Algunas aplicaciones especiales de estos motores son los motores lineales, cuando ejercen tracción sobre un riel, o bien los motores de imanes permanentes. Los motores de corriente continua (CC) también se utilizan en la construcción de servomotores y motores paso a paso. Además existen motores de DC sin escobillas. Llamados brushless utilizados en el aeromodelismo por su bajo torque y su gran velocidad

Es posible controlar la velocidad y el par de estos motores utilizando técnicas de control de motores CD.

Un motor de corriente directa produce torque gracias a la conmutación mecánica de la

corriente. En esta imagen, existe un campo magnético permanente producido por imanes

en el estator. El flujo de corriente en el devanado del rotor produce una fuerza de Lorentz

sobre el devanado, representada por las flechas verdes. Debido a que en este caso el

motor tiene dos polos, la conmutación se hace por medio de un anillo partido a la mitad,

donde el flujo de corriente se invierte cada media vuelta (180 grados).

Según la ley de Fuerza simplificada, cuando un conductor por el que pasa una corriente eléctrica se sumerge en un campo magnético, el conductor sufre una fuerza perpendicular al plano formado por el campo magnético y la corriente, siguiendo la regla de la mano derecha. Es importante recordar que para un generador se usará la regla de la mano derecha mientras que para un motor se usará la regla de la mano izquierda para calcular el sentido de la fuerza.

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F: Fuerza en Newton I: Intensidad que recorre el conductor en amperios L: Longitud del conductor en metros B: Densidad de campo magnético o densidad de flujo teslas

El rotor tiene varios repartidos por la periferia. A medida que gira, la corriente se activa en el conductor apropiado.

Normalmente se aplica una corriente con sentido contrario en el extremo opuesto del rotor, para compensar la fuerza neta y aumentar el momento.

Esquema del funcionamiento de un motor de c.c. elemental de dos polos con una sola

bobina y dos delgas en el rotor. Se muestra el motor en tres posiciones del rotor

desfasadas 90º entre

Fuerza contra electromotriz inducida en un motor

Es la tensión que se crea en los conductores de un motor como consecuencia del corte de las líneas de fuerza, es el efecto generador de pines.

La polaridad de la tensión en los generadores es inversa a la aplicada en bornes del motor.

Las fuertes puntas de corriente de un motor en el arranque son debidas a que con la máquina parada no hay fuerza contra electromotriz y el bobinado se comporta como una resistencia pura del circuito.

La fuerza contra electromotriz en el motor depende directamente de la velocidad de giro del motor y del flujo magnético del sistema inductor.

Número de escobillas

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Las escobillas deben poner en cortocircuito todas las bobinas situadas en la zona neutral. Si la máquina tiene dos polos, tenemos también dos zonas neutras. En consecuencia, el número total de escobillas ha de ser igual al número de polos de la máquina. En cuanto a su posición, será coincidente con las líneas neutras de los polos. En realidad, si un motor de corriente continua en su inducido lleva un bobinado imbricado, se deberán poner tantas escobillas como polos tiene la máquina, pero si en su inducido lleva un bobinado ondulado, como solo existen dos trayectos de corriente paralela dentro de la máquina, en un principio es suficiente colocar dos escobillas, aunque si se desea se pueden colocar tantas escobillas como polos.

Sentido de giro: En máquinas de corriente directa de mediana y gran potencia, es común la fabricación de rotores con láminas de acero eléctrico para disminuir las pérdidas asociadas a los campos magnéticos variables, como las corrientes de Foucault y las producidas por el fenómeno llamado histéresis.

Reversibilidad: Los motores y los generadores de corriente continua están constituidos esencialmente por los mismos elementos, diferenciándose únicamente en la forma de utilización.

Por reversibilidad entre el motor y el generador se entiende que si se hace girar al rotor, se produce en el devanado inducido una fuerza capaz de transformarse en energía en el circuito de carga.

En cambio, si se aplica una tensión continua al devanado inducido del generador a través del colector de delgas, el comportamiento de la máquina ahora es de motor, capaz de transformar la fuerza contra electromotriz en energía mecánica.

En ambos casos el inducido está sometido a la acción del campo inductor principal.

Variaciones del diseño de motor: Los motores de corriente continua se construyen con rotores bobinados, y con estatores bobinados o de imanes permanentes. Además existen muchos tipos de motores especiales, como por ejemplo los motores sin escobillas, los servomotores y los motores paso a paso, que se fabrican utilizando un motor de corriente continua como base.

Motores con estator bobinado

Si el estator es bobinado, existen distintas configuraciones posibles para conectar los dos bobinados de la máquina:

Motor de CD en serie: el devanado de estator y el devanado de rotor se conectan en doble paralelo para crear la función en serie para dar el doble de par

Motor de CD en paralelo: el devanado de estator y de rotor se conectan en paralelo. Motor de CD compuesto: se utiliza una combinación de ambas configuraciones.

Rotor de una pequeña máquina de corriente directa de 12 V, con imanes permanentes, de

dos polos, cinco devanados, cinco delgas y dos escobillas.

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Conmutación de una bobina (A) de un devanado en anillo. La bobina A está conectada a

las delgas 1 y 2. La escobilla (E) está situada sobre la línea neutra y tiene igual ancho que

las escobillas (en la realidad una escobilla suele ser más ancha y contacta con varias

delgas simultáneamente). Se supone que sólo hay dos escobillas por lo que la corriente

que circula por una escobilla es la corriente total del inducido

Motores de imán permanente

Los motores de imán permanente tienen algunas ventajas de rendimiento frente a los motores síncronos de corriente continua de tipo excitado y han llegado a ser el predominante en las aplicaciones de potencia fraccionaria. Son más pequeños, más ligeros, más eficaces y fiables que otras máquinas eléctricas alimentadas individualmente.1 2

Motores sin escobillas

Los motores de corriente directa sin escobillas están diseñados para conmutar la tensión en sus devanados, sin sufrir desgaste mecánico. Para este efecto utilizan controladores digitales y sensores de posición. Estos motores son frecuentemente utilizados en aplicaciones de baja potencia, por ejemplo en los ventiladores de computadoras.

FUENTE DE 5V

Es un instrumento útil en cualquier mesa de trabajo.Cuando se trata de circuitos electrónicos digitales que tengan integrados de la familia TTL, se requiere de una fuente regulada de voltaje de 5 voltios. Una fuente regulada entrega en sus bornes de salida un voltaje constante, independiente de las variaciones en la línea de alimentación y en la carga. En este proyecto construiremos una fuente regulada de 5 voltios con capacidad de alimentar una o varias cargas que consuman hasta 1 amperio.

En la figura se muestra el diagrama respectivo.Existen, además, otros dos condensadores que sirven para completar el filtrado del voltaje, eliminando señales residuales de alta frecuencia. Recomendaciones generales para el ensamble Instale las bananas o los bornes en su respectivo lugar. Recuerde que el borne rojo corresponde al positivo y el negro al negativo.

CABLE ESTAÑADO

El cable estañado es un conductor de energía que sirve para unir componentes y así llevar energía a cada uno de los componentes conectados

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LISTA DE MATERIALES PARA LABORATORIO:

- 2PULSADORES

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- 2 RESISTENCIAS DE 10K- 2 TRANSISTORES BC548- 2 DIODOS 1N4001- 2 REPLAY 12V- 1 MOTOR DC DE 12V- FUENTE DE 5V O CARGADOR DE CELULAR- 1 BATERIA DE 12V O FUENTE REGULABLE- CABLE EESTAÑO

DISEÑO DE MOTOR DE GIRO DE MOTOR

CONCLUSIONES:

Al momento de realizar este circuito tiene como varios roles, propósitos y la precaución al conectar por que al no seguir con las conexiones que dan en el circuito podrías quemar

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algunos de estos materiales por eso tiene que estar debidamente hecho seguro de la conexión probando cada componente con el multitester.

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Bibliografía:

https://www.google.com.pe/search? newwindow=1&es_sm=93&biw=1366&bih=643&q=que+es+un+cable+esta%C3%B1ado&oq=que+es+un+cable+esta%C3%B1ado&gs_l=serp.3..0i30.489889.497804.0.498539.36.23.1.2.2.0.748.3097.0j3j1j3j0j1j1.9.0....0...1c.1.64.serp..27.9.1575.bYqGOhwpEjg

http://c.mttwtrack.com/?a=1772&c=69615&E=ASUMuxBx1EQ %3d&s1=def3982&s5=3982_3574581877_vcOsF&ckmguid=b11fb16f-5c6f-409a-9540-a7400c5f8f17

http://www.forosdeelectronica.com/proyectos/fuente5V.htm

https://es.wikipedia.org/wiki/Rel%C3%A9

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